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1[9급 지방직 토목설계] 14년 1회차
얕은기초의 설계를 위한 극한지지력 산정 시 지하수위가 그림과 같이 기초에 근접해 있을 경우, Terzaghi 지지력공식에서 지하수위를 고려하는 방안에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, Terzaghi 지지력공식(띠, 연속기초) 문제 이미지 이고, 지지력공식에서 qult=극한지지력, B=기초의 폭, c=흙의 점착력, q=γDf, γ=흙의 단위중량, γt=습윤단위중량, γ′=수중단위중량, γsat=포화단위중량, γw=물의 단위중량이며 Nc, Nq, Nγ는 지지력계수이다. 또한 Dw=지하수위의 깊이, Df=기초의 근입깊이이고, 지하수의 흐름은 없는 것으로 가정한다)
문제 이미지
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지하수위가 기초 바닥 위에 존재하는 경우(Case 1), 지하수위 위쪽 지반의 단위중량은 습윤단위중량 γt를 사용하고, 지하수위 아래쪽 지반의 단위중량은 수중단위중량 γ′(=γsat-γw)을 사용하여 극한지지력을 산정한다.
2
지하수위가 기초 바닥 위에 존재하는 경우(Case 1), Terzaghi 지지력공식은 와 같이 수정하여 적용한다.
3
지하수위가 기초 바닥 아래와 기초의 영향범위 사이에 존재하는 경우(Case 2), Terzaghi 지지력공식에서 q=γtDf를 사용하고, 1/2γBNγ는 1/2(γsat-γw)BNγ로 수정하여 극한지지력을 산정한다.
4
지하수위가 기초의 영향범위 아래에 존재하는 경우(Case 3), 지하수위가 기초의 영향범위(Df+B)보다 깊게 위치하여 지하수위에 대한 영향을 고려할 필요가 없으므로 흙의 단위중량은 습윤단위중량 γt를 사용하여 극한지지력을 산정한다.
해설

지하수위가 기초 바닥과 영향범위 사이에 있을 때 폭 항의 단위중량을 수중단위중량으로 통째로 바꾼다는 진술이 옳지 않다.

이 경우 근입 깊이 항은 q=γtDfq=\gamma_tD_f 그대로 두되, 폭 항에는 기초 바닥에서 지하수위까지 거리 Dw−DfD_w-D_f를 반영한 평균단위중량 γˉ=γ′+Dw−DfB(γt−γ′)\bar\gamma=\gamma'+\dfrac{D_w-D_f}{B}(\gamma_t-\gamma')를 쓴다.

  • 지하수위가 기초 바닥 위에 있으면 수위 위는 습윤단위중량, 수위 아래는 수중단위중량을 쓴다.
  • 같은 경우 근입 깊이 항은 γtDw+γ′(Df−Dw)\gamma_tD_w+\gamma'(D_f-D_w)로, 폭 항은 γ′\gamma'로 바꾼 수정식이 맞다.
  • 지하수위가 영향범위(근입깊이+기초폭)보다 깊으면 영향을 무시하고 습윤단위중량을 그대로 쓴다.

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